诺贝尔物理学奖获得者塞尔日：量子计算机离应用还比较遥远

[ 摘要 ]“量子计算机的主要目标是通过开发一些新的算法，能够捕获量子的运动。目前量子计算机发展并不仅仅是工程学或者是计算机科学方面没有突破，更重要的是背后有一些原理，或者是基础科研层面，还没有获得突破性的进展。如果说需要量子计算机需要的操作系统。”

腾讯科技 文/李海丹

如今，量子技术正获得全球发展的高度热情与势头。比如在欧洲，欧盟已开始为量子技术相关公司和研究团体开展其为期10年、价值10亿欧元的量子项目；美国政府也通过众议院于今年9月中旬批准国家量子倡议法案来提供更多支持，我国也计划投资百亿美元建设世界上最大的量子信息科学研究设施等等。

然而，量子技术在一些应用方面还处于初级发展阶段。以量子计算机为例，至今为止，还没有一台真正的量子计算机被研制出来。尽管有一些初步的研究成果，但仍没有产出有大规模计算能力的可行设备。那么，目前的量子计算机发展到了怎样的阶段？未来的量子计算机应该用于什么样的操作系统？量子计算机能否实现商业化？

在世界顶尖科学家论坛（上海.滴水湖）中，诺贝尔物理学奖获得者塞尔日·阿罗什向腾讯科技表示：“量子计算机的主要目标是通过开发一些新的算法，能够捕获量子的运动。目前量子计算机发展并不仅仅是工程学或者是计算机科学方面没有突破，更重要的是背后有一些原理，或者是基础科研层面，还没有获得突破性的进展。如果说需要量子计算机需要的操作系统。我认为主要是两个：一个是能够捕获离子，能够知道离子的相对位置是在哪里，第二个能是跟微波相关联的，能够把微波的运动也捕捉起来，这是目前我们正在研究的系统。但是它离应用还非常遥远。”

同时，塞尔日认为量子计算机的商业化时间尚未可期。塞尔日说：“其实我认为不是何时能实现商业化的问题，而是我们是否能够研究出量子计算机的问题。我也不能说这是件很有把握的事情。我认为下一个十年要多考虑量子通讯，比如说有一些银行，或者当地政府可能想要运用相关技术，为城市更好的发展通讯业。”

另外，对于光谱学的发展趋势，塞尔日认为，现在整个光谱学的精度其实是越来越精准的，并且敏感度越来越高。在五六十年代的时候，研究人员在采样时发现整个敏感度达到了10的十次方的原子。但现在已经不仅仅只是原来的统计级别，也可以进入到一个光子级别。

附塞尔日·阿罗什的主要成就：

1，2012年，塞尔日·阿罗什因为研究能够量度和操控个体量子系统的突破性实验方法，获得了诺贝尔物理学奖。他主要研究量子光学和实验量子信息科学领域，为腔量子电动力学做出了许多贡献。

2，塞尔日·阿罗什的研究团队已经证明了腔内单原子自发发射的增强，并观察了包含多个光子的场状态的介观叠加的退相干，实现了单光子的量子非拆除测量和光子的重复非破坏性检测，揭示了光的量子跃迁。

3，塞尔日·阿罗在一个腔体中观察到单原子自发辐射有所增强;利用微波腔实现了对单个原子的囚禁;单个光子的量子非破坏测量; 直接测定了腔体中的场量子化; 直接监控介观 量子退相干现象;实现了光子存储;完成了量子信息过程的许多步骤,比如产生原子-原子、原子-光子的纠缠态;实现了将光子和原子作为“量子比特”的量子逻辑门操作。

3，在高Q腔中操纵单原子和光子的几个实验中，塞尔日·阿罗什的团队证明了基本的量子信息程序，例如原子 - 原子和原子 - 光子纠缠的产生，光子存储器的实现和量子逻辑的操作。涉及光子和原子作为量子位的门。这些实验说明了量子物理学的基本方面，探索了量子和经典世界之间的界限，以及量子信息处理的开放视角。

4，研究单个光子的非破坏性测量：塞尔日·阿罗什研究的技术使人们有可能比以往更详细地探索量子力学，使用超导铌，创造了有史以来最好的两个反射镜。